左心耳(left atrial appendage,LAA)是沿左心房(left atrium,LA)前侧壁向前下延伸的狭长、弯曲的盲端结构,具有主动舒缩和分泌功能,对缓解LA内压力升高及保证左心室(left ventricle,LV)充盈具有重要意义[1]。在心血管疾病中,LAA特殊的解剖结构和功能特点使其成为血栓形成的主要部位。研究表明,90%以上的非瓣膜性和60%的瓣膜性房颤患者中心房血栓发生于LAA内[2, 3],通过对LAA的研究可以预测疾病的发展及转归。
LAA是胚胎时期原始LA的残余,大致在胚胎发育8周左右原始LA出现肺静脉开口时形成[4, 5]。胚胎时期的LA主要由原始肺静脉及其分支融合而成。在原始肺静脉插入LA的过程中,LA内膜的血管壁成分逐渐增多,而冠状静脉窦来源的心肌成分逐渐缩小并包绕原始LA。胚胎形成6周后,原始LA壁出现2个肺静脉开口;第8周原始LA扩展把肺静脉根部及其左、右分支并入LA,LA有了4条肺静脉,此部分成为LA的光滑部,而被包绕原始LA房则分割成为LAA。
LAA位于LV上方,肺动脉及升主动脉左侧,左上肺静脉和二尖瓣环之间,多呈狭长、弯曲的管状盲端,形态变异较大,容积为0.77~19.2ml,而长度在16~51mm,开口最小直径为5~27mm,最大直径为10~40mm,70%的LAA主轴明显弯曲或呈螺旋状[6]。与发育成熟的LA不同,LAA内壁附有丰富的梳状肌及肌小梁,97%的梳状肌直径大于1mm;耳缘有锯齿状切迹,呈分叶状,80%具有多个分叶[7]。LAA接受回旋支或右冠状动脉房室结支血液供应,受交感神经和迷走神经纤维支配。
2012年,Di Biase等[8]发表一项研究,通过对932例接受导管消融的房颤患者进行术前CT/MRI检查,将LAA解剖形态分为4种(图1):即“仙人掌”形、“鸡翅”形、“风向袋”形、 “菜花”形;4种类型分别占278例(30%)、451例(48%)、179例(19%)、24例(3%)。在校正了CHADS2评分、性别和房颤类型后发现,“鸡翅”形LAA的患者卒中风险最低,“菜花”形则有最高的卒中发生率。该研究表明LAA解剖形态与房颤卒中的发生有密切关系。
LAA的生理功能主要包括:1)压力和容量负荷的调节作用:LAA内存在粗大的梳状肌,其特性与心室肌细胞、骨骼肌细胞相似[4],因此LAA的主动收缩功能和顺应性远强于其余的LA部分;外科术中行血流动力学检查发现,夹闭LAA可导致即刻LA平均压、二尖瓣口和肺静脉口舒张期血流速度上升。因此,在LA压力和容量负荷增加时,LAA对其血流动力学具有重要的调节作用;2)分泌作用:LAA是分泌心房钠尿肽(atrial natriuretic peptide,ANP)的主要部位之一,尤其是LAA内ANP颗粒浓度是其余LA结构的40倍,约占总量的30%[9]。当LA压力负荷增加时,LAA除了扩张以减轻LA压力外,还通过释放ANP产生利尿排钠的作用降低LA压力。迷宫术中行双心耳切除的患者出现ANP分泌减少和水钠潴留[10];此外,LAA在保持心输出量和调节低血容量时的口渴中起有一定的作用[9]。
近年研究发现,LAA不仅是血栓形成的常见部位,也是房性心律失常产生和维持的重要部位[11, 12]。组织胚胎学证实LAA口部没有血管壁成分,其内膜由富含弹性纤维的胶原层和少量散杂的心肌细胞组成,是多条优势传导通路如Bachmann束、Marshall韧带等交汇处,成为潜在的折返性心律失常的关键传导区[5]。
LAA的解剖特点和血流动力学重建是形成血栓的重要原因。窦性心律时,LAA因具有正常收缩能力而减少血栓的形成。病理状态下LA压力增高,LA及LAA均通过增大内径及加强主动收缩来缓解LA压力,保证LV足够的血液充盈。随着LA的增大,LAA入口明显增宽,呈球形或半球形改变,且失去有效的规律收缩,LAA壁的内向运动难以引起足够的LAA排空;加之LAA的盲端结构及其内的肌小梁凹凸不平,易使血流产生漩涡和流速减慢,导致血液淤积,血栓形成[13]。
作为目前评价LAA的首选检查,二维TEE探头更靠近心脏,频率较高,图像更加清晰,通过主动脉短轴及左室两腔心切面可清晰显示LAA的形态结构,采用完整0°~180°多平面探查可全面评估LAA[14];此外,TTE还可以用来诊断LAA血栓及自发显影(图2)。与术中观察比较,TEE诊断LAA血栓的敏感性和特异性高达100%和99%,阳性预测值为95%[15];然而仍有存在于多叶LAA内的小于2mm的血栓易被漏诊[16],这主要因为LAA复杂的三维结构及对于正常LAA梳状肌与小血栓的鉴别上的困难。
三维TEE的出现克服了二维TEE空间分辨率不足的局限性,可立体直观地从任何角度和平面切割图像,不受自发显影干扰,将血栓从梳状肌中区分开来,提高了判断血栓是否存在的准确性,并可动态观察LAA的舒缩运动及容积变化[17, 18]。此外,三维TEE在需要高质量LAA图像指导LAA封堵装置放置时显示出了很高的适用性。随着LAA封堵术的发展,准确选择封堵装置的型号、指导放置以获得最好的治疗效果和尽量减少副作用变得尤为重要,这对实时准确评估LAA形态结构的要求也越来越高[19, 20]。应用三维TEE对患者进行术前评估和数据测量、术中监测及术后随访都具有重要的指导意义(图3)。
通过TEE脉冲多普勒采集LAA频谱并测量血流速度是评价LAA功能的重要方面。通常高质量的LAA血流频谱包括四个波形:舒张早期排空波(e波)、舒张晚期排空波(a波)、收缩早期充盈波和收缩期震荡波[2]。临床上主要利用a波的测量数据来评价LAA的收缩功能。有研究表明,LAA血流速度小于25cm/s的患者自发显影的发生率明显增高,小于20cm/s者血栓发生率增加,而大于55cm/s可以作为阴性预测值[21]。
TEE组织多普勒成像(tissue Doppler imaging,TDI)以及在此基础上发展起来应变率成像(strain rate imaging,SRI)亦可用来评估LAA功能。有研究证实LAA有血栓或存在高凝状态时组织速度明显降低,且与其血流速度有较好的相关性[22]。Arslan等[23]对LAA侧壁中段心肌研究表明该段心肌的应变及应变率与LAA血流速度、LA应变均有较好的相关性。姜新魁等[24]结合两种技术测量LAA各节段的应变及应变率,结果显示LAA顶部组织速度及应变率均高于其他节段,据此推测LAA顶部的收缩运动在LAA的排空过程中起重要作用。
新近的斑点追踪成像(speckle tracking imaging,STI)因与组织多普勒频移无关,没有角度依赖性,较以往应变率成像在评价LAA功能方面更为准确。有研究表明,房颤时LAA的应变率曲线表现为正负交替的低速波[25]。此外,STI还可通过软件自动追踪LAA内膜,完成最大、最小容积的计算,得出LAA排空分数,且所测得的LAA排空分数与血流速度有较好的相关性[26]。
TTE在LAA图像采集中受到诸多因素的限制,很难获得高质量的图像,所以通常只是作为TEE的补充手段来观察LAA。只有经胸声窗足够好的患者,不能耐受TEE患者或低龄患儿,以及某些疾病(如房颤、二尖瓣狭窄等)导致LAA代偿性扩张的情况下,通过TTE胸骨旁短轴及心尖切面可获得相对清晰的LAA图像[16]。尽管有研究表明,联合二维TTE 和三维TTE与单独的TEE比较,在LA和LAA血栓显示方面有相似的精确性[27],但这必须依赖于超声技术的提高和操作者经验的增加。当怀疑LAA有血栓时,可以采用TTE进行初步筛查,但最终确诊还得依赖TEE。
ICE提供了TEE之外另一种选择,可通过多个切面显示LAA形态和结构,但目前ICE还没有三维成像,诊断LAA血栓的敏感性较TEE低[28]。此外,ICE是有创检查,其临床应用颇为受限,大多在手术中由介入医生完成图像采集,故通常作为TEE的补充手段来评估LAA。
除TEE外,心脏多排螺旋CT(multidetector computed tomography,MDCT)和心脏核磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)因具有较高的图像分辨率,在评估LAA解剖结构和功能方面发挥着越来越重要的作用。
同TEE比较,MDCT不仅可以从不同的平面和角度对心脏进行三维重建,显示LAA的解剖细节,还能更好显示LAA与心内或胸腔其它解剖结构的关系,具有较高的空间分辨率,为临床提供了良好的诊断及治疗依据(图4)。研究显示MDCT诊断LAA血栓的敏感性和特异性分别为96%和92%,阳性预测值和阴性预测值分别为41%和99%;通过延迟显像(注射造影剂后至少30s),MDCT诊断的准确性还可以得到显著提高[29]。然而MDCT亦有自身的局限性,如不能在操作过程中对LAA的结构和血流动力学变化进行实时观察,有电离辐射,且时间分辨率较TEE低[30]。
CMR是另外一种无创评估LAA的结构和功能的影像学方法,在LAA封堵术前诊断及术后随访中也发挥重要作用(图5)。CMR进行模型重建评估LAA的容积,可以用来预测房颤患者脑卒中的发生[31];CMR 灌注显像还可以测量LAA的血流速度,且与TEE有较好的相关性[32]。然而与TEE和MDCT相比,CMR在评估LAA血栓和自发显影方面远不理想,这主要和其空间分辨率有限及易对缓慢血流产生伪像有关。目前应用CMR对LAA的研究相对有限,并且在具体问题上还存在不同的结论。有研究显示CMR在诊断LAA血栓的敏感性和特异性为47%~50%,也有研究表明CMR和TEE在诊断LAA血栓方面有高度的一致性[33-35]。与MDCT类似,CMR也不能在操作过程中实时观察LAA。此外,CMR检查时间延长,需要患者屏气配合,对有心脏植入装置的患者亦不适用。
LAA是发生栓塞事件、心脏电复律前和二尖瓣狭窄球囊扩张术前需要常规扫查的部位,早期发现LAA结构和功能的异常对于后续的治疗具有非常重要的意义。超声心动图技术的快速发展为LAA的研究提供了多种方法,其中二维TEE无论是在评价结构还是功能方面都是临床上最为常用的方法;三维TEE弥补了二维超声的不足,因其也具有实时性,被越来越广泛的应用。此外,MDCT和MRI因其无创性、可提供较高分辨率的图像在评估LAA方面发挥重要的作用。这些方法有各自的优点,也有其局限性,在未来随着技术的进一步发展及对LAA更深入的研究,通过这些技术可以达到对LAA的早期评估,预测血栓发生可能性,为临床诊治提供更多信息。
参考文献(略)
A: “鸡翅”形LAA;B:“仙人掌”形LAA;C:“风向袋”形LAA;D:“菜花”形LAA
LAA:左心耳
A:主动脉短轴切面显示LAA;B:左室两腔心切面显示LAA;C:LAA血流;D:LAA血流频谱;E:LAA血栓;F:LAA自发显影
LAA:左心耳
A:评估LAA结构和血栓;B:指导房间隔穿刺;C:评估LAA封堵器位置(0º);D:评估LAA封堵器位置(35º);E:评估LAA封堵器位置(65º);F:评估LAA封堵器位置(130º)
LAA:左心耳
A: LAA长轴;B:LAA短轴;C: 评估LAA大小
LA:左心房;LAA:左心耳
A: LAA长轴;B:LAA短轴;C:评估LAA大小
LA:左心房;LAA:左心耳;LV:左心室;LSPV:左上肺静脉;RA:右心房
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